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精编制作ITC等温滴定量热法的操作说明PPT课件

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卖家[上传人]：ahu****ng1

文档编号：126633050

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1、等温滴定量热法 IsothermalTitrationCalorimetry ITC 2011 10 13 2 IsothermalTitrationCalorimetry ITC 等温滴定量热技术 ITC 是一种监测由结合成分的添加而起始的任何化学反应的热力学技术即用一种反应物滴定另一种反应物随着加入滴定剂的数量的变化测量反应体系温度的变化它通过高灵敏度高自动化的微量量热仪连续准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线原位在线和无损伤地同时提供热力学和动力学信息它已经成为鉴定生物分子间相互作用的首选方法可获得生物分子相互作用的完整热力学参数包括结合常数 Ka 结合位点数 n 摩尔结合焓 H 摩尔结合熵 S 摩尔恒压热容 Cp 和动力学参数如酶促反应的Km和kcat 3 独特特点它对被研究体系的溶剂性质光谱性质和电学性质等没有任何限制条件即具有非特异性的独特优势样品用量小方法灵敏度和精确度高仪器最小可检测热功率2nW 最小可检测热效应0 125uJ 生物样品最小用量0 4ug 温度范围2 80 滴定池体积 1 43ml 实验时间较短典型的ITC实验只需3

2、0 60分钟并加上几分钟的响应时间操作简单整个实验由计算机控制使用者只需输入实验的参数如温度注射次数注射量等计算机就可以完成整个实验再由Origin软件分析ITC得到的数据测量时不需要制成透明清澈的溶液而且量热实验完毕的样品未遭破坏还可以进行后续生化分析尽管微量热法缺乏特异性但由于生物体系本身具有特异性因此这种非特异性方法有时可以得到用特异方法得不到的结果这有助于发现新现象和新规律特别适应于研究生物体系中的各种特异过程 4 Applicationsinclude CharacterizationofmolecularinteractionsofsmallmoleculesLeadoptimization Enzymekinetics Assessmentoftheeffectofmolecularstructurechangesonbindingmechanisms Assessmentofbiologicalactivity 5 6 在恒温下注射器中的配体溶液滴定到包含高分子溶液的池中当配体注射到池中两种物质相互作用释放或吸收的热量与结

3、合量成正比当池中的高分子被配体饱和时热量信号减弱直到只观察到稀释的背景热量 7 ITC系统是通过细胞反馈网络CFB来分别测量或者补偿样品和对照由于反应所产生或者吸收的热量两个硬币状的东西放置在绝热的圆筒中通过那个细细的管子与外界联通有两个热量检测装置一个用来检测两个样品之间的热量差另一个检测对照和环境的热量差当样品中发生化学反应的时候释放或者吸收热量因此样品和对照的温度差会通过对样品进行增加或者减少热量而稳定在一个水平就是baseline 因此那些用来维持 T1 常数的热量就被系统检测画作曲线 8 9 滴定一般在尽可能接近绝热的条件下进行被滴定物可以是液体或悬浮的固体滴定剂可以是液体或气体温度变化是由滴定剂与被滴定物间的化学作用或物理作用例如一种有机分子吸附于固体表面引起的实验数据以热谱图形式表示它提供了有关反应中物质的量滴定终点和反应物质的特性焓变的数据对图进行分析可以得知反应容器中发生的反应的类型和数目以及溶液中存在的各物种的浓度等信息这部分内容称为热滴定同时还可以确定反应的化学计量关系计算反应的热力学量如平衡常数K G

4、标准状态下的焓变 H 和熵变 S 这部分内容称为滴定量热法测温滴定法以热效应为基础与溶液的许多性质如粘度光学透明度介电常数溶剂强度以及离子强度等无关因此可以用于气相液相非水溶液有色溶液胶体溶液和粘稠浆状等体系 10 典型的ITC数据配体溶液20次注射到ITC池的蛋白溶液中每个注射峰上图下方的区域与注射所释放的总热量相等当这种综合的热量相对添加到池中的配体摩尔比作图时就获得了相互作用的完整结合等温线下图用单位点模型来验证数据化学计量结合常数及焓的数值都显示在框内 11 12 ITC法测量结合解离常数 ITC可以直接测量焓变 H 结合常数Ka 而不对反应体系产生影响也不引入修饰基团因此测得的结果更加可信 13 14 15 G 与总的结合亲和力直接相关但不能了解结合机理 ITC提供了 G 以及 H 和 S 产生了结合机理的真实图像作用机理研究与分析开发 16 ITC 用生物相关模型系统架起桥梁 ITC的关键优势之一是创建生物相关实验的独特能力再没有其他技术能提供完全无标记且液相的分析环境同时无需靶点高分子或配体的固定 ITC的应用在相关模型生物系统的建立和验证中起了重要的作用 INS THANKYOU

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